一种光降解纳米二氧化钛-聚乙二醇复合塑料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光降解纳米二氧化钛-聚乙二醇复合塑料的制备方法，将纳米二氧化钛用β-酮亚胺铁配合物进行表面改性得到改性纳米二氧化钛粉体，将聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶剂中，然后以聚乙二醇与改性纳米二氧化钛粉体用量的质量比为100:(5-15)的剂量加入改性纳米二氧化钛粉体，加热搅拌挥发溶剂后制得光降解纳米二氧化钛-聚乙二醇复合塑料。通过本发明专利技术的制备出的光降解复合塑料在太阳紫外线照射下可有效地发生降解，降低白色污染的影响，且制造成本低，工艺简单，易于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及降解塑料领域，具体涉及ー种光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法。
技术介绍
塑料自上世纪六十年代实现大規模生产以来，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低等优点，在全世界被广泛应用且呈逐年增长趋势。但塑料废弃后形成的大量的固体废弃物，即白色污染因难以自然降解，严重地危害了人类的生存环境 ，成为世界性的公害。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一，毎年的塑料废弃物数百万吨。如何使造成白色污染的主要源头ー废弃塑料变有害为无害，已成为当务之急。目前对付这些废弃物的主要办法有深埋，焚烧，回收再加工等等。这些办法不是在处理垃圾的同时带来了新的环境问题，就是成本高、回报率低。对废弃聚合物材料进行适当处理，使其在废弃后可以被自然降解是人们的迫切希望。ニ氧化钛是ー种半导体材料，在紫外光照射下，可以产生光生电子-空穴对，它们进ー步与水和氧气作用，产生具有强氧化能力的氢氧自由基和超氧自由基，其氧化能力可以降解各种有机物。纳米ニ氧化钛具有大的比表面积、小尺寸效应，具有比常规ニ氧化钛更强的光催化活性，而且无毒，化学稳定性好，催化活性高，是最有发展潜力的ー种光催化材料。本专利技术就是利用纳米ニ氧化钛的光催化性质，将其引入聚こニ醇中，使其在光照条件下发生降解从而达到低成本消除废弃聚こニ醇的目的。纳米ニ氧化钛是强极性物质，在低极性介质如有机溶剂和塑料中团聚严重，如果不能很好的分散，将起不到纳米材料高光催化活性的作用。如何将纳米ニ氧化钛良好地分散到聚合物中是制备高效光降解聚合物的关键。如果纳米ニ氧化钛不作任何表面处理，直接加入聚合物中，那么纳米粒子在聚合物中的团聚会非常严重，其光催化降解效率较低。因此，必须对纳米ニ氧化钛进行表面处理，以提高纳米ニ氧化钛表面亲油性，有利于其在聚合物中分散，同时这种表面处理不能损坏纳米ニ氧化钛的光催化活性，最好是能促进提高纳米ニ氧化钛的光催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法，解决了现有技术中纳米ニ氧化钛表面处理方法不完善的问题。本专利技术的一种光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法，具体的，是将纳米ニ氧化钛用3-酮亚胺铁配合物进行表面改性得到改性纳米ニ氧化钛粉体，将聚こニ醇溶解在四氢呋喃溶剂中，然后以聚こニ醇与改性纳米ニ氧化钛粉体用量的质量比为100: (5-15)的剂量加入改性纳米ニ氧化钛粉体，加热搅拌挥发溶剂后制得光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。优选的，所述纳米ニ氧化钛粉体为锐钛矿型，粒径为10-20 nm。优选的，所述纳米ニ氧化钛的表面改性采用下述步骤，按P -酮亚胺铁的质量是纳米ニ氧化钛质量的0. 1%-0. 3%称取P -酮亚胺铁配合物和纳米ニ氧化钛于圆底烧瓶中，相互混和，以每克ニ氧化钛中加入25-35 mLこ醇溶剂的剂量加入无水こ醇溶剂，室温磁力搅拌0.5 h后超声处理20 min，再于70で搅拌吸附2h。然后将混和液离心分去溶剂，沉淀以蒸馏水充分洗涤，最后于45°C真空干燥而得。优选的，所述聚こニ醇的重均分子量在I万g/mol左右。有益效果本专利技术通过对纳米ニ氧化钛进行表面改性，改善了纳米ニ氧化钛颗粒在聚合物中的分散性，又大大提高了它的光催化活性，然后将其与聚こニ醇混合，制备了ー种可光降解的纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。该光降解复合塑料在太阳紫外线照射下可有效地发生降解，降低白色污染的影响，且制造成本低，エ艺简单，易于大規模生产。具体实施方式 本专利技术的一种光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法，本专利技术的エ艺流程如下 1.先合成3-酮亚胺铁配合物，然后利用3 -酮亚胺铁对纳米ニ氧化钛进行表面改性处理； 2.在完成上述纳米ニ氧化钛表面处理后，将其分散在四氢呋喃中，将聚こニ醇溶解在该溶液中，缓慢蒸发溶剂，得到光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。其中聚こニ醇与改性纳米ニ氧化钛用量质量比为100: (5-15)，聚こニ醇的重均分子量在I万g/mol左右。实施例I : P -酮亚胺铁配合物的合成，包括先合成P -酮亚胺配体，再合成铁配合物两个步骤。称取こ酰丙酮11. 06 g，苯胺9. 33 g，对甲基苯磺酸一小颗为催化剂，加入到两ロ烧瓶中，添加75 mL甲苯，回流2 h。通过常压蒸馏蒸出甲苯和过量的こ酰丙酮，再通过减压蒸馏蒸出配体。用热的正己烷重结晶，布氏漏斗抽滤，获得￠-酮亚胺晶体产品。称取I g ￠-酮亚胺，用少量无水こ醇溶解。同时称取0.5 g FeCl3 WH2O,加水微热配制成水溶液。搅拌下将3 -酮亚胺溶液滴加到FeCl3溶液中，溶液变为深红色，将溶液在80で下蒸干，留下的固体用ニ氯甲烷萃取，萃取液溶剂挥发后即析出P -酮亚胺铁红色晶体。实施例2 :用P -酮亚胺铁对纳米ニ氧化钛进行表面处理。称取0. 0050 g P -酮亚胺铁配合物和2.0 g纳米ニ氧化钛于圆底烧瓶中，加入60 mL无水こ醇溶剂，室温磁力搅拌0.5 h后超声处理20 min，再于70で搅拌吸附2 h。然后将混和液离心分去溶剂，沉淀以蒸馏水充分洗涤，最后于45で真空干燥而得。实施例3 :用P -酮亚胺铁对纳米ニ氧化钛进行表面处理。称取0. 0030 g P -酮亚胺铁配合物和2.0 g纳米ニ氧化钛于圆底烧瓶中，加入50 mL无水こ醇溶剂，室温磁力搅拌0.5 h后超声处理20 min，再于50で搅拌吸附3 h。然后将混和液离心分去溶剂，沉淀以蒸馏水充分洗涤，最后于45で真空干燥而得。实施例4 :将0. 7 g改性纳米ニ氧化钛和7 g聚こニ醇加入到9 mL四氢呋喃中，磁力搅拌0.5 h，超声波震荡20 min，然后置于60で下搅拌，溶剂逐渐挥发，混和物成粘稠状。将粘稠液铺展于干净玻璃板上流延成膜，冷却后将其捣碎，粉末产品在室温真空干燥I山即为可光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。实施例5 :将0. 6 g改性纳米ニ氧化钛和9 g聚こニ醇加入到12 mL四氢呋喃中，磁力搅拌0.5 h，超声波震荡20 min，然后置于60で下搅拌，溶剂逐渐挥发，混和物成粘稠状。将粘稠液铺展于干净玻璃板上流延成膜，冷却后将其捣碎，粉末产品在室温真空干燥I山即为可光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。实施例6 :将光降解实验样品(实施例4制备的光降解复合塑料)置于紫外灯箱中，紫外灯为40 W，距离样品为35 cm。照射12天后，复合塑料的失重率达到4. 55%，复合塑料的重均分子量由I. 05万变为0. 99万，分散度从I. 02増加至IJ I. 04。对照实施例6 以未改性纳米ニ氧化钛代替改性纳米ニ氧化钛按照同样方法制备光降解实验样品，且在相同条件下进行光降解实验，照射12天后，复合塑料的失重率为2.65%。不添加改性纳米ニ氧化钛时，聚こニ醇在同样条件下，失重率仅为0. 39%。实施例7 :光降解实验样品(实施例4制备的光降解复合塑料)置于紫外灯箱中，紫外灯为40 W，距离样品为35 cm。照射20天后，复合塑料的失重率达到7. 34%，复合塑料的重均分子量由I. 05万变为0. 96万，分散度从I. 02増加至IJ I. 05。·对照实例7 以未改性纳米ニ氧化钛代替改性纳米ニ氧化钛按照同样方法制备光降解实验样品，且在相同条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光降解纳米二氧化钛？聚乙二醇复合塑料的制备方法，其特征在于，将纳米二氧化钛用β？酮亚胺铁配合物进行表面改性得到改性纳米二氧化钛粉体，将聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶剂中，然后以聚乙二醇与改性纳米二氧化钛粉体用量的质量比为100:？(5？15)的剂量加入改性纳米二氧化钛粉体，加热搅拌挥发溶剂后制得光降解纳米二氧化钛？聚乙二醇复合塑料。

【技术特征摘要】
1.一种光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法，其特征在于，将纳米ニ氧化钛用3-酮亚胺铁配合物进行表面改性得到改性纳米ニ氧化钛粉体，将聚こニ醇溶解在四氢呋喃溶剂中，然后以聚こニ醇与改性纳米ニ氧化钛粉体用量的质量比为100:(5-15)的剂量加入改性纳米ニ氧化钛粉体，加热搅拌挥发溶剂后制得光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料。2.根据权利要求I所述的光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的制备方法，其特征在于，所述纳米ニ氧化钛粉体为锐钛矿型，粒径为10-20 nm。3.根据权利要求I或2所述的光降解纳米ニ氧化钛-聚こニ醇复合塑料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁福根，李鹏飞，
申请(专利权)人：苏州科技学院，
类型：发明
国别省市：